Как гибкость молекул определяет формирование супрамолекулярных сетей?

Исследователи из Федеральной политехнической школы Лозанны (EPFL) совершили важное открытие в области формирования молекулярных сетей. Ученые установили, что ключевым фактором в образовании супрамолекулярных структур является не сила химических связей, а гибкость молекулярных интерфейсов.
Как гибкость молекул определяет формирование супрамолекулярных сетей?
Изображение носит иллюстративный характер

В природе супрамолекулярные сети играют фундаментальную роль в функционировании биологических систем. Яркими примерами служат белок клатрин, который формирует шестиугольные сети для обеспечения эндоцитоза, и белок TRIM5a, создающий защитную решетку против ВИЧ. Даже пчелиные соты демонстрируют аналогичный принцип гексагональной организации на макроуровне.

Группа ученых под руководством Маартье Бастингс из Лаборатории программируемых биоматериалов (PBL) и Георга Фантнера из Лаборатории био- и наноинструментов (LBNI) использовала наноинженерные нити ДНК в форме трехлучевых звезд для изучения механизмов формирования сетей. Исследователи варьировали длину и последовательность нуклеотидов в «руках» этих структур.

С помощью высокоскоростной атомно-силовой микроскопии ученые наблюдали, как короткие жесткие «руки» ДНК-молекул успешно организовывались в стабильные шестиугольные сети. Напротив, длинные гибкие «руки» расходились слишком широко, препятствуя формированию крупных сетевых структур.

Компьютерное моделирование подтвердило, что молекулы с короткими «руками» примерно в четыре раза чаще принимали параллельную конфигурацию, необходимую для образования стабильных связей. Важно отметить, что даже глобально гибкие молекулы могут формировать сети при наличии локальной жесткости в области интерфейса.

Это открытие имеет широкие практические применения. В медицине оно может помочь в разработке методов предотвращения образования амилоидных бляшек при болезни Альцгеймера. В области спинтроники знание принципов самосборки может использоваться для создания наноразмерных сетей в передовой электронике.

Исследование, опубликованное в журнале Nature Chemistry, демонстрирует, как ДНК-нанотехнологии позволяют точно контролировать молекулярные свойства на атомном уровне, выходя за рамки традиционной геномной функции ДНК.


Новое на сайте

20327Кости прерий: как истребление бизонов породило целую индустрию — и сама себя же уничтожила 20326Кто и зачем взламывает серверы Ollama и ComfyUI ради ключей от AWS? 20325Как злоумышленники спрятали командный сервер внутри блокчейна и почему его невозможно... 20324Брюссель заставляет Android делиться секретами с чужими ИИ-помощниками 20323WordPress: как два бага слились в одну критическую дыру, которую назвали wp2shell 20322Как китайские хакеры обманули DigiCert и украли сертификаты для подписи кода? 20321Что скрывается за уязвимостью, которую агентство США внесло в список активно используемых... 20320Автономные системы наступают быстрее, чем инфраструктура для управления ими: кто выиграет... 20319Почему в OpenSSL нашли дыру, съедающую память серверов, но не дали ей даже номер CVE? 20318Империя без легионов: римский голливуд Лоуренса Альма-Тадемы 20317SonicWall SMA 1000: как два бага превратили VPN-шлюз в бэкдор для атакующих 20316Может ли уязвимость в клиенте Zoom для Windows открыть доступ к чужому аккаунту без... 20315TELEPUZ: новый вредонос на C, который научился прятаться в Telegram, Steam и блокчейне... 20314Дома из дёрна: как исландцы триста лет прятались от холода под слоем земли и травы 20313Как один токен от чужого сервиса мог впустить злоумышленника в чужой аккаунт n8n?
Ссылка